Шпаргалка по "Энергосиловое оборудование"

     Задачу  выбора местоположения подстанций приходится решать на различных уровнях системы электроснабжения. Опыт проектирования показывает, что выбор местоположения цеховых ТП осуществляется, как правило, без построения картограммы нагрузок цеховых потребителей электроэнергии. Объясняется это тем, что расположение цеховых ТП в центре питаемых ими нагрузок часто оказывается невозможным из-за различных ограничений (технологических, транспортных и т. п.). Поэтому для отыскания центра цеховой сети используют приближенные методы. Для упрощенного определения координат в цеховой сети можно воспользоваться методикой, применяемой при прокладке участков сети по взаимно перпендикулярным направлениям, которая заключается в следующем: 1) чтобы найти координату х₀ центра нагрузок, необходимо передвигать параллельно самой себе проведенную произвольно на плане цеха вертикальную линию до тех пор, пока разность сумм нагрузок левее и правее этой линии поменяет знак или станет равной нулю, т. е. нагрузки станут равными; 2) передвигая параллельно самой себе горизонтальную линию, находят такое ее положение, при котором разность сумм нагрузок выше и ниже этой линии изменит знак или станет равной нулю. Это положение линии даст координату у₀ центра нагрузок. 
 
 

     9 Оптимальное распределение  электроприемников  по подстанциям 

  Для крупных и средних предприятий  существует несколько стадий (этапов) принятия технических решений, зависящих от параметров электропотребления: выбор площадки (трассы) строительства; подготовка запроса на получение технических условий на технологическое присоединение; разработка схемы электроснабжения с указанием всех мест присоединения 6УР и подстанций 5УР; согласование технических условий на присоединение. Во всех случаях необходимо участие электриков: в предпроектных работах, когда формируется инвестиционный замысел и обосновываются инвестиции; в инвестиционном проектировании, когда до рабочей документации разрабатывается технико-экономическое обоснование (проект, проектные соображения, технико-экономические расчеты, утверждаемая часть рабочего проекта).

  Для мини-предприятий на напряжении 0,4 кВ, занимающих одно здание (ограниченную территорию) или часть его, как правило в районе с развитыми электрическими сетями, решение принимается в одну стадию. Чаще по коэффициенту спроса или комплексными расчетами определяют нагрузку Рр. Принимается один, два (по условиям надежности электроснабжения), три или больше вводов (по значению мощности или планировке). Готовят запрос в энергоснабжающую организацию, с которой и уточняются границы и место ввода 2 - 6УР. Вводный щит (шкаф) традиционно по условиям обслуживания (безопасности) устанавливают вблизи входа со свободным подходом во всех случаях.

  Для мелких предприятий, питающихся от 3 - 6УР, возникают варианты питания и  размещения ТП 10/0,4 кВ. Техническими условиями могут задаваться другие потребители, присоединяемые по 0,4 кВ. Технические решения также принимаются одностадийно.

  При определении источников питания  производств и цехов промышленного предприятия для построения схемы электроснабжения в целом должны быть соблюдены следующие общие требования: обеспечение удобства и безопасности в эксплуатации, требуемая надежность в нормальном и послеава-рийном режимах; обеспечение экономии по капитальным вложениям, эксплуатационным расходам, потерям электроэнергии; повышающаяся надежность электроснабжения при движении снизу вверх по уровням системы электроснабжения. Аварии на более высоких уровнях (ТЭЦ, ГПП и т. д.) приводят к более тяжелым последствиям и охватывают большую зону предприятия.

  Для реализации этих требований при построении системы электроснабжения исходят из следующих положений:

  1.  Источники высокого напряжения следует максимально приближать к потребителям электроэнергии, а прием ее рассредоточивать по нескольким пунктам на территории предприятия.

  2.  При выборе элементов схемы необходимо исходить из условия их посто-

  янной работы под нагрузкой, при таком режиме повышается надежность электроснабжения и уменьшаются потери электроэнергии.

  3. Следует предусматривать раздельную работу параллельных цепей схемы (ЛЭП, трансформаторов и т. п.), при этом снижаются токи КЗ, упрощаются коммутация и релейная зашита подстанций.

  Выбор площадки (трассы) для строительства  производится до начала проектирования комиссией, которая рассматривает материалы генерального проектировщика, заключения заинтересованных сторон и составляет акт, утверждаемый заказчиком вместе с заданием на проектирование после обязательного согласования с местной администрацией.

  На  этой стадии достаточно определить основные электрические показатели, на основе которых решаются принципиальные возможности присоединения (наличие или сооружение источников питания энергосистем), кооперирование в части транспорта и ремонта (единичная масса наибольшего трансформатора, количество электродвигателей и их средняя мощность), обеспеченность людскими ресурсами (электровооруженность труда и производительность труда электриков).

     10 Надежность электроснабжения  промышленных предприятий 

     Надежность  электроэнергетической  системы: свойство осуществлять производство, преобразование, передачу и распределение электроэнергии в целях бесперебойного электроснабжения потребителей в заданном количестве при допустимых значениях показателей качества. Надежность электроэнергетической системы и установки обеспечивается безотказностью и восстанавливаемостью ее элементов, устойчивостью, управляемостью, живучестью и безопасностью, как самой системы (установки), так и ее элементов.

     Надежность  электроснабжения исследуют по двум причинам: 1) затраты на резервирование составляют до 50 % затрат в системе электроснабжения; 2) ущерб от недостаточной надежности иногда соизмерим с затратами в системе электрики.

     Работоспособным называют такое состояние объекта, при котором все параметры, характеризующие  способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям  нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

     Предельным  называют состояние, при котором  дальнейшее применение объектов по назначению недопустимо или нецелесообразно либо восстановление его исправного или работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

     Нарушение работоспособного состояния объекта называют отказами. Наиболее типичным отказом какого-либо элемента системы электроснабжения считают нарушение изоляции токоведущих частей, приводящее к КЗ и последующему автоматическому отключению этого элемента системой защиты. К отказам относят также обрывы проводников; поломку частей, обеспечивающих работоспособное состояние; опасный перегрев и другие явления, приводящие к аварийным режимам.

     После отказа элементов системы электроснабжения могут потребоваться наладка, ремонт, осмотр, охлаждение до нормальной температуры, замена защитных устройств (например, плавких предохранителей) или другие меры восстановления работоспособного состояния. В качестве элемента системы рассматривается объект, представляющий собой простейшую часть системы, способную самостоятельно выполнять некоторые локальные функции. Элементом может быть, например, трансформатор, выключатель, линия передачи.

     Наличие или отсутствие повреждений в  объектах определяет исправное состояние, при котором он соответствует  всем требованиям, установленным нормативно-технической документацией, или неисправное состояние, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической документации. По способности объекта выполнять заданные функции его состояния подразделяются на работоспособное, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя значения основных параметров, и неработоспособное, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической документации. 

     11 Силовые трансформаторы  цеховых и главных  понизительных подстанций 

     При выборе трансформаторов определяют их количество, вид (тип. габарит), учитывают  единичную номинальную мощность каждого, место размещения, способ присоединения со стороны высокого напряжения и выхода на щит (шкаф, магистраль) низкого напряжения, вид переключения ответвлений, схемы и группы соединения обмоток. К моменту выбора и размещения полного списка электроприемников и количества шкафов  не требуются.

     Выбор трансформаторов осуществляют в  зависимости от окружающей среды. При  наружной установке применяют масляные трансформаторы, для внутренней также  преимущественно рекомендуется  их использование, но с ограничениями  по количеству и мощности с учетом этажности. Для трансформаторов сухих или с негорючим жидким (твердым) диэлектриком для внутрицеховых подстанций отсутствуют ограничения по мощности, количеству, расстоянию между ними, этажу.

     Трансформаторы  с охлаждением негорючей жидкостью или литой изоляцией целесообразно применять в производственных помещениях, где по условиям среды, по количеству, значению, мощности и этажности нельзя использовать масляные трансформаторы. Сухие трансформаторы мощностью от 160, но не более 630—1000 кВ·А устанавливают главным образом в административных и общественных зданиях, где возможны большие скопления людей универмаги, спортивные и культурные сооружения, аэровокзалы), а также на испытательных станциях, в лабораториях и других установках с ограничениями по условиям обеспечения пожарной безопасности. Оба типа применяют в электроустановках промышленных предприятий (в этом случае ТСЗ до 1600 кВ·А), в частности в нефтехимической, металлургической, машиностроительной, целлюлозно-бумажной отраслях.

     Главное преимущество сухих трансформаторов заключается в отсутствии горючего масла, поэтому их можно устанавливать непосредственно в производственных и других помещениях без ограничения по суммарной мощности, а также в необычных местах, например в подвале. Трансформаторы с охлаждением жидкостью токсичной и экологически опасной (хлордифениловые и большинство других) рекомендуется заменять. Сухие трансформаторы небольшой мощности легко разместить в помещениях, на колоннах, антресолях и других местах, так как они не содержат охлаждающей жидкости и, следовательно, не требуют устройства маслосборников. Применение сухих трансформаторов целесообразно, например, для питания освещения при системе раздельного питания силовых и осветительных нагрузок. Сухие трансформаторы обладают повышенным раздражающим шумом, что следует учитывать при их установке в местах с возможным присутствием людей.

     Практика  проектирования и эксплуатации показывает, что число типов и исполнений трансформаторов, применяемых на одном  предприятии, необходимо ограничивать, так как их разнообразие создает неудобства в эксплуатации и вызывает дополнительные затраты на электроремонт, осложняет резервирование и взаимозаменяемость. Разнообразие отражает ценологические свойства электрического хозяйства и не может быть уничтожено, но может быть сокращено или увеличено в пределах, разрешенных законом информационного отбора.

     Выбор числа и мощности трансформаторов  для промышленных предприятий зависит от типа цеховых подстанций (одно- или двухтрансформаторные). 
 

     12 Воздушные линии  передачи электрической  энергии 

     Основные  элементы воздушных линий: провода, изоляторы, линейная арматура, опоры и фундаменты. На воздушных линиях переменного трехфазного тока подвешивают не менее трех проводов, составляющих одну цепь, на ВЛ постоянного тока — не менее двух проводов.

     По  количеству цепей ВЛ делят на одно-, двух- и многоцепные. Количество цепей определяется схемой электроснабжения и необходимостью ее резервирования. Если по схеме электроснабжения требуются две цепи, то эти цепи могут быть подвешены на двух отдельных одноцепных ВЛ с одноцепными опорами или на одной двухцепной ВЛ с двухцепными опорами. Расстояние между соседними опорами называют пролетом, а расстояние между опорами анкерного типа — анкерным участком.

     Провода, подвешиваемые на изоляторах к опорам, провисают по цепной линии. Расстояние от точки подвеса до низшей точки провода называют стрелой провеса, определяющей приближение провода к земле. Для населенной местности до поверхности земли составляет 7 м — для 35 и 110 кВ и 8 м — для 220 кВ, до зданий или сооружений соответственно: 3 м — для 35 кВ; 4 м — для 110 кВ и 5 м — для 220 кВ. Длина пролета определяется экономическими соображениями: обычно 30-75 м для 1 кВ, 150-200 м - 110 кВ и до 400 м — для 220 кВ.

     В зависимости от способа подвески проводов опоры делят на: а) промежуточные, провода закреплены в поддерживающих зажимах; б) анкерного типа — для натяжения проводов, провода закреплены в натяжных зажимах; в) угловые (на углах поворота ВЛ с подвеской проводов в поддерживающих зажимах), могут быть промежуточные, ответвительные и угловые, концевые, анкерные угловые. Укрупненно же опоры ВЛ выше 1 кВ подразделяют на два вида: анкерные — полностью воспринимающие тяжение проводов и тросов в смежных пролетах, и промежуточные — не воспринимающие тяжение или воспринимающие частично. На ВЛ применяют деревянные, стальные и железобетонные опоры.